專利名稱：可插式通信組件和借助可插式通信組件通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可插式通信組件以及借助可插式通信組件進(jìn)行通信的方法。
背景技術(shù)：
US2002/0156926A1中描述了一種獨(dú)立的萬維網(wǎng)服務(wù)器，其可以連接到工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入和輸出的直接訪問。為了與存儲(chǔ)可編程控制器(PLC＝可編程邏輯控制器)協(xié)作而采用阻塞標(biāo)記，其既阻止了多個(gè)萬維網(wǎng)連接之間的沖突，又阻止了萬維網(wǎng)連接和通過存儲(chǔ)可編程控制器產(chǎn)生的控制命令之間的沖突。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，簡化組件和設(shè)備尤其是通過互聯(lián)網(wǎng)的通信連接。
該技術(shù)問題是通過一種可插式通信組件解決的，該通信組件具有用于存儲(chǔ)和實(shí)施包含通信功能的軟件部件的裝置，用于直接和至少一個(gè)第一組件的接口電耦合及機(jī)械耦合的第一連接裝置，用于訪問第一組件的本地通信裝置的訪問裝置，以及用于和至少一個(gè)第二組件的接口電耦合的第二連接裝置。
該技術(shù)問題還通過一種借助可插式通信組件進(jìn)行通信的方法來解決的，其中在通信組件中存儲(chǔ)和實(shí)施包含通信功能的軟件部件，該通信組件的第一連接裝置和至少一個(gè)第一組件的接口直接電耦合和機(jī)械耦合，所述通信組件訪問第一組件的本地通信裝置，并借助第二連接裝置與至少一個(gè)第二組件的接口電耦合。
本發(fā)明的基本思想在于，在自主的可插式通信組件中為組件實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于應(yīng)用或者說是可選的通信功能，而不是在組件本身、底板總線組件上或在單獨(dú)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)中實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，該通信組件不是始終與組件固定連接。組件的含義也指設(shè)備等。
特別是，如果根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式至少有一個(gè)軟件部件來借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)，則可以提供通用的、廉價(jià)的通信組件。用于借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)的通信裝置不必在組件中提供，盡管如此仍然可選地通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)訪問該組件。該通信組件不需要管理，并且對(duì)于多個(gè)組件來說，例如對(duì)于一個(gè)工廠的所有存儲(chǔ)可編程控制器(PLC)、對(duì)于家庭里的所有設(shè)備來說，只需要一個(gè)在需要時(shí)能插入相應(yīng)組件中的通信組件。所有軟件和萬維網(wǎng)通信功能都可以設(shè)置在該通信組件上，并只在該通信組件中而不在相應(yīng)的組件中產(chǎn)生花費(fèi)。萬維網(wǎng)功能可隨時(shí)通過插入通信組件而添加到組件中。這樣，也可以可選的借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讀取和配置非常簡單和廉價(jià)的組件。優(yōu)選的，其中一個(gè)軟件部件是萬維網(wǎng)服務(wù)器或者用于實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，訪問裝置用于訪問組件的數(shù)據(jù)和地址總線，也就是說，這樣將通信組件電設(shè)置在相應(yīng)的組件附近，使得可以采用該組件內(nèi)部的或者說廉價(jià)的訪問接口，尤其是非遠(yuǎn)程的軟件接口。
所提出的通信組件的通用性可以根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式這樣達(dá)到，設(shè)置用于借助可普遍擴(kuò)展的、可局部使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)訪問協(xié)議來訪問通信裝置的訪問裝置。這種標(biāo)準(zhǔn)化的、可簡單和廉價(jià)實(shí)現(xiàn)的、非遠(yuǎn)程訪問協(xié)議可用于任何組件。因此，由于通信組件的通用性，盡管應(yīng)用的選擇性但還是有達(dá)到很高組件個(gè)數(shù)的潛力，由此可以降低這種可插式通信組件的單個(gè)組件成本。
如果根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式具有用于存儲(chǔ)和實(shí)施軟件部件以加載軟件部件的裝置，則可以集成可補(bǔ)充加載的應(yīng)用軟件。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，具有用于直接和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組件的接口電耦合的第一連接裝置，以及與用于工程化、參數(shù)化和/或監(jiān)控工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組件的人機(jī)界面部件的接口電耦合的第二連接裝置。通常在相應(yīng)組件上提供的工程、診斷、維護(hù)軟件的功能在通信組件上的存儲(chǔ)和實(shí)施是非常有效的。因此可以采用最新的、最有效而且需要存儲(chǔ)的軟件技術(shù)，因?yàn)檫@些技術(shù)不會(huì)受到組件的成本限制?？梢詫⑷f維網(wǎng)瀏覽器(例如HTTP客戶機(jī))連接到尤其是在自動(dòng)化領(lǐng)域的用于工程化、參數(shù)化和觀察的、且推斷不能連接到互聯(lián)網(wǎng)的組件。
通過將通信組件機(jī)械實(shí)施為插件或者固定集成到電纜中，可以進(jìn)一步減少成本。此外，明顯簡化了對(duì)這種通信組件的維護(hù)，因?yàn)閷?duì)于與組件的通信來說既不需要拆開該組件也不需要應(yīng)用PC。


下面借助附圖所示的實(shí)施例詳細(xì)描述和解釋本發(fā)明。
其中示出圖1示出由可插式通信組件、組件和人機(jī)界面部件組成的系統(tǒng)，圖2示出本發(fā)明用于家用技術(shù)的實(shí)施例，以及圖3示出本發(fā)明用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出具有用于存儲(chǔ)和執(zhí)行包含通信功能的軟件部件3、4、5的可插式通信組件1。該通信組件1具有用于直接與組件9的接口8電耦合的第一連接裝置7。該組件9包括通信裝置10，通信組件1借助訪問裝置6可以訪問該通信裝置10。通信組件1具有用于與人機(jī)接口部件形式的第二組件13的接口12電耦合的第二連接裝置11。用于存儲(chǔ)和執(zhí)行軟件部件3、4、5的裝置2在根據(jù)圖1的實(shí)施例中是包含在可插式通信組件1中的微處理器15的操作系統(tǒng)和存儲(chǔ)裝置。通信組件1的第二連接裝置11與第二組件13的接口12之間的耦合借助另一個(gè)連接裝置16和導(dǎo)線17實(shí)現(xiàn)。根據(jù)這里未示出的本發(fā)明實(shí)施方式，第二連接裝置11也可以直接和第二組件13的接口12連接。通信組件1的訪問裝置6尤其是允許訪問組件9的數(shù)據(jù)和地址總線14。通信組件1構(gòu)成為插件模塊或插頭。在此，第一連接裝置7尤其是構(gòu)成為插件接頭，從而可以簡單的方式建立與利用相應(yīng)的插座接頭構(gòu)成的接口8之間的連接。第二連接裝置11構(gòu)成為插座接頭，從而可以例如將連接導(dǎo)線17與插頭形式的連接裝置16連接。
圖2示出本發(fā)明應(yīng)用于家用技術(shù)的實(shí)施例。其中示出具有作為耗電采集裝置的電裝置21的加熱器20。電裝置21具有電接頭裝置25。加熱器20的電耗雖然可以連續(xù)采集，但通常一年只讀取一次。為了將讀取設(shè)備24連接到安裝了網(wǎng)頁瀏覽器的顯示裝置28，需要將所采集的電耗值例如以網(wǎng)頁的形式來提供，如通過萬維網(wǎng)服務(wù)器。但由于成本的原因，將這種萬維網(wǎng)服務(wù)器集成到電裝置21中是沒有意義的，因?yàn)檫@種功能很少使用，也就是在一年一次的讀取期間。因此優(yōu)選地，將萬維網(wǎng)服務(wù)器功能設(shè)置在外部通信組件22中，后者可以在需要時(shí)通過連接裝置26與電裝置21的電接頭裝置25連接。通過接口27，通信組件22借助導(dǎo)線23與讀取設(shè)備24連接。在可插式通信組件22中集成了一個(gè)萬維網(wǎng)服務(wù)器，后者以網(wǎng)頁的形式提供電耗值，并提供給讀取設(shè)備24的網(wǎng)頁瀏覽器。通過電裝置21和通信組件22之間的直接插接式連接，可以在成功讀取電耗值之后再次斷開這兩個(gè)部件之間的連接，并可對(duì)其它加熱器繼續(xù)進(jìn)行讀取。
圖3示出本發(fā)明用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)施例。其中示出工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)30的部件31-35。部件31、32和35具有接口36、37和38。借助連接裝置39，通信組件40可以可逆地與接口36、37和38連接。通信組件40還具有其它連接裝置41，該連接裝置41通過連接導(dǎo)線42與客戶機(jī)43(例如操作和/或觀察設(shè)備)連接。客戶機(jī)43具有顯示裝置44和操作裝置45，并且是人機(jī)接口部件的一個(gè)實(shí)施例。
迄今為止，為了配置、升級(jí)、維護(hù)、下載等而對(duì)諸如存儲(chǔ)可編程控制器、外設(shè)組件、冰箱、照相機(jī)等等部件的訪問通常通過萬維網(wǎng)服務(wù)器或萬維網(wǎng)服務(wù)進(jìn)行。在此，萬維網(wǎng)服務(wù)器或萬維網(wǎng)服務(wù)(必要時(shí)還有其它服務(wù))可以在組件本身上運(yùn)行，并在該組件上提供TCP/IP和HTTP協(xié)議以及多數(shù)情況下還有其它協(xié)議(例如SOAP、OPC XML、配置協(xié)議等)。在采用萬維網(wǎng)服務(wù)器的條件下，使用者可以訪問萬維網(wǎng)并使用萬維網(wǎng)服務(wù)，例如配置程序、維護(hù)程序、操作和監(jiān)控程序、維修、報(bào)表等。
例如以JAVA、J-Script等編程的客戶機(jī)程序可以訪問組件的數(shù)據(jù)。在相應(yīng)組件上的萬維網(wǎng)服務(wù)器或萬維網(wǎng)服務(wù)使得可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，例如客戶機(jī)上廉價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)軟件和標(biāo)準(zhǔn)硬件、全球可訪問性等等。但是，許多上述組件與PC相比都是“很小”但需要的數(shù)量很大的設(shè)備。因此這種組件的費(fèi)用通常是很敏感的。但是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其概念上是在PC中以相應(yīng)的硬件資源來實(shí)現(xiàn)的。因此，萬維網(wǎng)服務(wù)器和萬維網(wǎng)服務(wù)通常造成與組件不成比例高的費(fèi)用，例如對(duì)于RAM和CPU來說。這種費(fèi)用也會(huì)在例如工廠內(nèi)部或偶爾在重新配置組件時(shí)(例如在轉(zhuǎn)換為另一種產(chǎn)品類型時(shí))而只需偶爾和局部訪問的情況下產(chǎn)生。網(wǎng)頁和萬維網(wǎng)服務(wù)的數(shù)據(jù)和功能越豐富，在組件上出現(xiàn)的費(fèi)用就越高。因此，目前組件的互聯(lián)網(wǎng)功能通常是這樣來限制的，即由于費(fèi)用原因而在組件上只采用很少的萬維網(wǎng)服務(wù)器、萬維網(wǎng)服務(wù)和網(wǎng)頁或甚至根本不采用。另一種常用解決方案是將組件通過非互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議與PC連接，其中該P(yáng)C提供所有萬維網(wǎng)功能。目前這些常用方法的缺點(diǎn)在于，需要一個(gè)在很多情況下、尤其是在不發(fā)達(dá)地區(qū)非常昂貴的PC，或者由于訓(xùn)練水平和維修的復(fù)雜性或物理尺寸而無法有意義地使用。
在此提出的解決方案尤其在于一種例如按照以太網(wǎng)插件/電纜、存儲(chǔ)卡的SIM可兼容模塊或USB插件形式的硬件萬維網(wǎng)通信組件(萬維網(wǎng)插件)。利用該通信組件來實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)和/或其它只偶爾需要的服務(wù)。在通信組件中可以存儲(chǔ)萬維網(wǎng)服務(wù)器和萬維網(wǎng)服務(wù)或其它服務(wù)的代碼，和/或存儲(chǔ)網(wǎng)頁和/或其它用于組件外部的通信的數(shù)據(jù)。萬維網(wǎng)服務(wù)器是一種用于借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)的典型部件。通信組件可以構(gòu)成為微型CPU模塊，例如作為連接電纜的一部分或多媒體卡的一部分。
根據(jù)另一實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)盡可能廉價(jià)地生產(chǎn)用于控制機(jī)器的組件，但盡管如此應(yīng)當(dāng)可以用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)PC配置、診斷和維護(hù)該組件。但是對(duì)于該組件的日常操作不需要萬維網(wǎng)連接。此外，還應(yīng)當(dāng)避免在標(biāo)準(zhǔn)PC上安裝特定于組件的軟件。在組件本身上提供特定于組件的軟件會(huì)導(dǎo)致很高的費(fèi)用。在此，一種廉價(jià)的解決方案是提供一種萬維網(wǎng)通信組件，其既提供特定于組件的配置軟件又提供借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)所需的軟件部件。該萬維網(wǎng)通信組件只在需要時(shí)才連接到用于控制機(jī)器的組件，這樣就能用于連續(xù)配置不同的組件。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是可插式USB通信組件(USB主設(shè)備和/或USB從設(shè)備)。USB表示“通用串行總線”，并表示一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其定義了尤其適用于將外圍部件與計(jì)算機(jī)連接的通信方法和通信裝置。這種USB通信組件可以例如用于連接現(xiàn)場設(shè)備、PLC、PC、PDA。作為構(gòu)成形式，建議采用電纜或可插拔的接口組件，其中USB通信組件不是固定地與PLC、底板或I/O模塊連接，而是通過現(xiàn)有接口與USB分離。這種USB通信組件的特殊配置通過DP、PPI、MPI、OPC、HTTP、SOAP、藍(lán)牙等獨(dú)立(absetzen)。
這種USB通信組件(例如按照以太網(wǎng)插件、SIM兼容模塊、SD或MMC卡的結(jié)構(gòu)形式)可以用于工程化、配置、HMI、診斷和/或跟蹤。在USB通信組件上，可選的還可以另外實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)器和萬維網(wǎng)服務(wù)和/或其它只偶爾需要的服務(wù)，和/或存儲(chǔ)用于USB、所述服務(wù)器和服務(wù)的代碼，和/或存儲(chǔ)網(wǎng)頁和/或其它用于組件外部的通信的數(shù)據(jù)。USB通信組件可以插接到組件、PLC、I/O模塊、現(xiàn)場設(shè)備，并且不與這些設(shè)備固定連接，其中USB通信組件這樣電設(shè)置在組件附近，即可以采用組件內(nèi)部的訪問接口，例如組件內(nèi)部的數(shù)據(jù)和地址總線或非遠(yuǎn)程軟件接口。因此不必采用底板總線、I/O總線或其它根據(jù)PLC標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)有遠(yuǎn)程接口來連接到USB。
總而言之，本發(fā)明涉及一種可插式通信組件1以及一種用于借助可插式通信組件1進(jìn)行通信的方法，用以簡化組件與設(shè)備的通信連接。通信組件1具有用于存儲(chǔ)和實(shí)施包含通信功能的軟件部件3、4、5的裝置2，用于直接與至少一個(gè)第一組件9的接口8電耦合及機(jī)械耦合的第一連接裝置7，用于訪問第一組件9的本地通信裝置10的訪問裝置6，以及用于與至少一個(gè)第二組件13的接口12電耦合的第二連接裝置11。優(yōu)選實(shí)施方式尤其是涉及一種通信組件，其中軟件部件3、4、5中至少一個(gè)用于借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)，和/或軟件部件3、4、5中至少一個(gè)是萬維網(wǎng)服務(wù)器或用于實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)。特別是提出一種可插接式(電纜)耦合，其將一個(gè)或多個(gè)如下技術(shù)分別邏輯和物理地轉(zhuǎn)換為其它技術(shù)中的一種或多種RS232、RS485、SPI、過程現(xiàn)場總線、現(xiàn)場總線、MPI、USB中的OPC、以太網(wǎng)、HTTP、SOAP、USB上的SOAP、USB上的OPC XML。
權(quán)利要求
1.一種可插式通信組件(1)，具有用于存儲(chǔ)和實(shí)施包含通信功能的軟件部件(3，4，5)的裝置(2)，用于直接與至少一個(gè)第一組件(9)的接口(8)電耦合及機(jī)械耦合的第一連接裝置(7)，用于訪問第一組件(9)的本地通信裝置(10)的訪問裝置(6)，以及用于與至少一個(gè)第二組件(13)的接口(12)電耦合的第二連接裝置(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信組件，其特征在于，所述軟件部件(3，4，5)中的至少一個(gè)用于借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信組件，其特征在于，所述軟件部件(3，4，5)中的至少一個(gè)是萬維網(wǎng)服務(wù)器或用于實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的通信組件，其特征在于，所述訪問裝置(6)用于訪問所述第一組件(9)的數(shù)據(jù)和地址總線(14)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的通信組件，其特征在于，所述訪問裝置(6)用于借助可普遍擴(kuò)展的、可局部使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)訪問協(xié)議來訪問通信裝置(10)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的通信組件，其特征在于，所述用于存儲(chǔ)和實(shí)施軟件部件(3，4，5)的裝置(2)用于加載軟件部件(3，4，5)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的通信組件，其特征在于，所述第一連接裝置(7)用于直接與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組件的接口電耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的通信組件，其特征在于，所述第二連接裝置(11)與用于工程化、參數(shù)化和/或監(jiān)控工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組件的人機(jī)接口部件的接口電耦合。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的通信組件，其特征在于，將所述通信組件(1)實(shí)施為插件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的通信組件，其特征在于，所述通信組件(1)固定集成到電纜中。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的通信組件，其特征在于，所述第二組件(13)構(gòu)成為人機(jī)接口部件。
12.一種借助可插式通信組件(1)進(jìn)行通信的方法，其中，在通信組件(1)中存儲(chǔ)和實(shí)施包含通信功能的軟件部件(3，4，5)，將該通信組件(1)的第一連接裝置(7)直接與至少一個(gè)第一組件(9)的接口(8)電耦合及機(jī)械耦合，該通信組件(1)訪問第一組件(9)的本地通信裝置(10)，并借助第二連接裝置(11)與至少一個(gè)第二組件(13)的接口(12)電耦合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述軟件部件(3，4，5)中的至少一個(gè)用于借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述軟件部件(3，4，5)中的至少一個(gè)是萬維網(wǎng)服務(wù)器或用于實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通信組件(1)訪問所述第一組件(9)的數(shù)據(jù)和地址總線(14)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通信組件(1)借助可普遍擴(kuò)展的、可局部使用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)訪問協(xié)議來訪問通信裝置(10)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通信組件(1)可以加載所述軟件部件(3，4，5)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一連接裝置(7)與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的組件的接口直接電耦合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述通信組件(1)借助所述第二連接裝置(11)與用于工程化、參數(shù)化和/或監(jiān)控工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)組件的人機(jī)界面部件的接口電耦合。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將所述通信組件(1)實(shí)施為插件。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述通信組件(1)固定集成在電纜中。
22.根據(jù)權(quán)利要求12至21中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二組件(13)構(gòu)成為人機(jī)接口部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可插式通信組件(1)，其具有用于存儲(chǔ)和實(shí)施包含通信功能的軟件部件(3、4、5)的裝置(2)，用于直接和至少一個(gè)第一組件(9)的接口(8)電耦合及機(jī)械耦合的第一連接裝置(7)，用于訪問第一組件(9)的本地通信裝置(10)的訪問裝置(6)，以及用于和至少一個(gè)第二組件(13)的接口(12)電耦合的第二連接裝置(11)。優(yōu)選方式尤其是涉及一種通信組件，其中軟件部件(3、4、5)中的至少一個(gè)用于借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)施通信任務(wù)。和/或軟件部件(3、4、5)中的至少一個(gè)是萬維網(wǎng)服務(wù)器或用于實(shí)施萬維網(wǎng)服務(wù)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK1661506SQ20051005210
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者阿明·阿姆萊因, 埃爾瑪·瑟納 申請(qǐng)人:西門子公司